大学生物学の教科書 15章 免疫:遺伝子と生体防御システム

担当：甲斐
参加者：5名

概要
15.1 動物には病原体に対する生体防御システムを持ち、大別すると、非特異的防御と特異的防御の2つがある。

15.2 非特異的生体防御システムは病原体の種類を問わず体内に侵入するのを防ぐシステムであり、バリアや局所因子により生体を防御する。

15.3 特異的生体防御システムは非特異的生体防御システムをくぐり抜けた病原体を特異的に標的とするシステムである。

15.4 B細胞表面の特異的抗体に抗原が結合すると、クローンが多数産生され侵入者と戦っている。

15.5 細胞性免疫応答は、原因がなんであれ、正常細胞が異常となる状況全てに対応するものであり、T細胞が主役となる。

15.6 DNAのランダムな再編成による多様性に加え、小遺伝子の変化により抗体の種類は膨大なものとなる。

15.7 免疫系が正常に機能しないのは大問題である。過剰反応はアレルギー反応と呼ばれ、異常反応は自己免疫疾患と呼ばれる。

議題

白血球を倒せるものはあるのか

観点

・進化

もし白血球が倒せなかったらどうなるか（ウイルスが強すぎる場合）

→ そもそも宿主である生物が生きられない

→ 結果としてウイルス自体が広まらない

ある程度弱くなったウイルスが残っているのが現状ではないか

・自他の白血球の強弱

白血球自体の強弱はどうなのか

→ 白血球のバリエーションが多すぎる

そもそもどうやって調べるのか

まとめ

白血球を倒せるような病原菌はあるとは思われるが、そのようなものはまず広まらないのではないかと考えられる。また、自他の白血球に関しても強弱は考えられるが、まずもって比較がしづらい。

大学生物学の教科書 13章 組換えDNA技術とバイオテクノロジー

担当：劉
参加者：5名

概要
13.1 DNAを解析するために、いくつの方法がある。まず制限酵素は遺伝子を操作するナイフになっている。ゲル電気泳動は、長さが違うDNA断片を分離できる。サザンブロッティングでは、目的の断片を検出する。DNAフィンガープリンティングは、個人識別に応用されている。
13.2 組換えDNAとは、DNA断片を再連結し、新しい遺伝子を作り出すことである。
13.3 遺伝子を細胞に導入する時、リポーター遺伝子が必要だ。遺伝子をランダムな部位に挿入すると、ベクターの一部として導入する方法がある。
13.4 DNAは遺伝子ラブラリ、cDNAラブラリ、人工合成、人工変異技術から得られる。
13.5 その他に、ノックアウト、ギーンサイレンシング、DNAチップなどのDNA技術がある。
13.6 バイオテクノロジーとは、生体を利用して人間に必要なものを生産することである。タンパク質工場、医薬品の生産と農業で応用されている。でも、それに対して大衆の不安が増やしてきている。

議題
バイオテクノロジーに対する不安をどうすれば取り除けるか

遺伝子組換え：対象：細菌、植物、動物目的：タンパク質・医薬品の生産、食料細菌、動物→タンパク質・医薬品植物、動物→食料

どんな不安：安全性の証明が難しい植物の遺伝子組換えが速い動物の不安がより低い医薬品は摂取量が少ないので気にしない

不安を弱くする方法：宣伝

まとめ
バイオテクノロジーはタンパク質、医薬品と食料の生産で応用されている。バイオテクノロジーに対する不安を完全に取除けるのは不可能と思われるが、バイオテクノロジーが知らない人にその知識を教えれば、不安がどんどん減っていくかもしれない。

大学生物学の教科書 10章 ウイルスと原核生物の遺伝学

担当：甲斐
参加者：5名

概要
10.1 どんなウイルスであっても、自己のみでは増殖できないため、(動物、植物、菌類、原生生物、原核生物といった)宿主の細胞内で増殖する。

10.2 ファージは溶菌サイクルと溶原サイクルを持つ。ファージにはcIとCroの２種類のタンパク質を用いて宿主内の状態を感知する機構があり、それにより2つのサイクルを使い分ける。

10.3 原核生物は無性生殖的だが自己の遺伝子の組み替えを行う方法を幾つか持っている。原核生物の組み替えは、他の細胞由来のDNA断片とゲノムとの間で起こる

10.4 原核生物は温度変化や栄養不足といった脅威に対して遺伝子を交換するだけでなく、遺伝子発現を調節して対処する。

10.5 原核生物のゲノムが解読されることで多くの知見が得られた。これより、機能ゲノム楽や比較ゲノム学といった学問が発展した。

議題

ウイルスは生物ではないのか？

「生物」という言葉にウイルスが含まれるのは一般的ではない

→ウイルスを含むとするとどのような定義にすれば良いか？

・ある個体に対し生死の判別がつく

→生死の定義が難しい

・呼吸をしてエネルギーを生産しているか否か

・エネルギーを生産する機構があるか

・DNAを持っている

→DNAやRNAといった遺伝情報を蓄える機構を持っているか否か

まとめ

生物に関してDNAやRNAといった遺伝情報を蓄える機構を持っているか否かで定義すればウイルスまで含むことができると思われる。この定義に関してはまだまだ考察の余地がある。

大学生物学の教科書 9章 DNAからタンパク質 遺伝子型から表現型まで

担当：石塚
参加者：6名

概要
DNAをRNAポリゾームがmRNAに転写する。mRNAの各々のコードはtRNAを介してアミノ酸に成る。そののちに、アミノ酸は分解や加糖、リン酸のいずれかの処理を受けて体のいちぶになる。この一連の流れをセントラルドグマという。

議題
遺伝子の数が多いほうが、有利なのか

有利とは
種全体が、
食物連鎖の上に居たり
数が多かったり
生存域が広かったり
知能が高かったり
寿命が長かったり
することとした。

いくらかの動物の遺伝子数を列挙して検討した結果、

遺伝子数が多いほうが複雑な構造をもち依って一般に知能が高いといえる
食物連鎖の上に居る

しかし、
数が多いとは限らない
寿命が長いとも限らない

又、
突然変異数は、細菌などの遺伝子数が小さいもののほうが多く、よって種全体として多様性があるので生存域が広い。しかし、一方で、人間のように知能をもって生存域が広いものもあるので、一概にどちらのほうが生存域が広いとは言えない
 


まとめ 
前述のような意味で、遺伝子の多いものが必ず有利とは言えぬものの、多くの条件は満たしているし、偽だとは言えなさそうなので、遺伝子の数の多いほうが、有利といってもよい。

大学生物学の教科書 8章 DNAと遺伝におけるその役割

担当：栗本
参加者：6名

概要
8.1 正しい位置にあった、種間で異なっていた、適正量存在していたという状況証拠を放射線同位体を用いた実験などで証明した。
8.2 DNA構造の特徴は、二重らせん、右回り、逆並行、窒素含有塩基の外縁が主溝と副溝で露出４つ。
8.3 DNAは二重らせんがほどける第1段階と鋳型のDNA鎖の塩基に対してヌクレオチドが伸長鎖に連結される第2段階がある　。
8.4 DNA修復は、校正機構、ミスマッチ修復機構、除去修復機構の３つで行われている。

議題
寿命の存在意義

寿命が存在しなかったら？(老いは20~15歳くらいでとまり、人口増加もしないとする)
・事故で死ぬパターンもある
・自殺者は増える？
・他の外的要因で死ぬ可能性がある
・進化できない(少しはするけど緩やかになる)
→ 圧倒的に長くなるが、平均寿命は存在する可能性
・社会的地位が固定される

子孫を残すメリットは環境適応することでは？
寿命が短ければ、進化が速い

老いがゆっくりになるとしたら？(寿命はある)
→ 寿命が長い方が幸せなのか？
・平均寿命まで生きたら幸せ
・期待値より上の結果が得られれば幸せ

まとめ
　寿命がなかったらというのがどういう状態なのか、想像することは容易ではなかったが、進化にはどんどん世代交代をしていくことが重要で、ずっと生きているのは環境に適応できなくなりそうなので難しそうだなぁという印象だった。加えて、長く生きるのが幸せなのかどうかは議論の余地がありそうだ。

大学生物学の教科書 ７章 遺伝学：メンデルとその後

担当：呉
参加者：６名

概要
7.1 対照的な形質の二系統を交雑させたとき、不可逆的に融合された形質はなく、劣勢の形質は子孫で再び現れる
7.2対立遺伝子は単純な優勢と劣勢の関係を示さない
7.3遺伝子感相互作用は複雑な表現型多数の遺伝子と環境によって決定される
7.4同じ染色体上の遺伝子は繋がっており、また遺伝子は染色分体間で交換できる
7.5真核細胞内に帰省した原核生物も少量の遺伝子を含んでおり、その突然変異は生物に甚大な影響を及ぼす


議論点
隔世遺伝の利用価値

今まで伝えられていない他の遺伝が現れる
→その生物の歴史が見えてくる（過去）
　特定の病気に強いなど今に関係するメリットも見つかるかもしれない（現在）

ゲノムが読める
→ある程度の未来予測も可能
　リスクを避ける人も少なく無いのでは（未来）
　出てくる倫理的問題

まとめ
過去に無い遺伝の特徴が現れることで過去や現在に関する利用価値が見えてくるが、未来に関しては倫理的な問題も発生するので、リスクが分かったとしても それを強く強制したりすることは難しいのではないだろうか。

大学生物学の教科書 6章 染色体、細胞周期および細胞分裂

担当：劉
参加者：６名

概要6.1 細胞が分裂するために、シグナルを受ける、遺伝物質複製、分離、細胞質分裂四つの事象が起こられる。原核生物は二分裂によって分裂し、真核細胞は有糸分裂または減数分裂で分裂する。
6.2 真核細胞の細胞周期はG1期、S期、G2期、M期に分けられる。細胞周期はCdk、RBなどの蛋白質によって調節される。
6.3 細胞周期のM期に有糸分裂が起こる。M期の前期に紡錘体が形成され、前中期に核膜と核小体が消失、中期にセントロメアが赤道板に到達、後期に染色体は両極に移動、終期に核が再形成する。
6.4 有性生活環は三つの種類がある：単相単世代型、世代交代、複相単世代型。有糸分裂は遺伝的不変性をもたらし、減数分裂は遺伝的多様性をもたらす。
6.5 減数分裂は二つの段階がある。第一減数分裂は相同染色体が分離し、四分子交差によって遺伝物質を交換する。第二減数分裂は染色分体を分離し、独立組合せが発生する。
6.6 細胞が死ね方法はネクローシスとアポトーシス二つの方法がある。

議論点HeLa細胞に関する倫理問題

自分の細胞の所有権体の一部を研究・商業に

本人・家族が知らないうちに細胞を利用することアメリカ：今わからない、昔○日本：今×

家族・子孫として：自分のゲノムと似てる細胞を使うのは
今：問題なさそう
将来：問題になるかも

まとめ
　HeLa細胞は今まで利用されているが、長い間に本人と家族が知らないうちに利用さてた。人の考え方は時間によって変わってるので、昔気にしなかったことは将来問題になるかもしれない。